چکیده:
در این مطالعه، انتقال حرارت در لوله ساده و بدون میله گرداب را، با میزان تغییرات انتقال حرارت در لوله مجهز به میله گرداب در زاویههای مختلف میله گرداب و رینولدزهای متفاوت بررسی شده و مقادیر بهینهی آنها جهت بدست آوردن بیشترین میزان افزایش انتقال حرارت بدست خواهد آمد. بدین منظور زاویههای میله گرداب در 5 جهت 15، 30، 45، 60 و 75 درجه و در رینولدزهای 300، 900، 1800 مورد بررسی قرار گرفته و نیز برای بررسی تاثیر نانوذرات در میزان افزایش انتقال حرارت آب، نانو ذره آلومینا با 3 درصد حجمی به سیال آب اضافه گردیده است. میله گرداب درون لوله در 3 ردیف با زاویه 120 درجه از هم قرار دارند، که هر ردیف دارای 11 میله گردابه میباشد. دمای افزایش یافته درون این لوله حاصل ایجاد جریان چرخشی و گردابهای در اثر برخورد سیال به میلههای گرداب میباشد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که وجود میله گرداب درون لوله باعث ایجاد جریان متلاطم کرده و دمای سیال درون لوله افزایش پیدا میکند و هر چه عدد رینولدز بالاتر باشد، میزان افزایش انتقال حرارت بالاتر است و انتقالحرارت در لوله مجهز به میله گرداب بیشتر از لوله بدون میله گرداب است. و همچنین وجود نانو ذره آلومینا با 3% حجمی، باعث افزایش انتقال حرارت سیال میگردد. در انتها مشاهده گردید که بیشترین میزان انتقال حرارت مربوط به زاویه 30 درجه میله گرداب و رینولدز 1800 میباشد.
خلاصه ماشینی:
بدین منظور زاویههای میله گرداب در 5 جهت 15، 30، 45، 60 و 75 درجه و در رینولدزهای 300، 900، 1800 مورد بررسی قرار گرفته و نیز برای بررسی تاثیر نانوذرات در میزان افزایش انتقال حرارت آب، نانو ذره آلومینا با 3 درصد حجمی به سیال آب اضافه گردیده است.
نتایج این تحقیق نشان میدهد که وجود میله گرداب درون لوله باعث ایجاد جریان متلاطم کرده و دمای سیال درون لوله افزایش پیدا میکند و هر چه عدد رینولدز بالاتر باشد، میزان افزایش انتقال حرارت بالاتر است و انتقالحرارت در لوله مجهز به میله گرداب بیشتر از لوله بدون میله گرداب است.
برای افزایش انتقال حرارت در لولهای که درون آن میلهی گردابهای شکل است، راههای مختلفی مثل تغییر در قطر میله گرداب، تغییر در زاویه میله گرداب و همچنین تغییر در فاصلهی بین میله گرداب وجود دارد، که در این تحقیق زاویهی میله گرداب تغییر داده شده است.
2- شرح مسئله، شبکهبندی و شرایط مرزی مدل هندسی در این تحقیق، تاثیر افزایش انتقالحرارت در لوله مجهز به میلهگرداب، با تغییر زاویه میله گرداب و تغییر در سرعت ورودی سیال و همچنین تغییر در نوع سیال ورودی بررسی شده است.
Wongwises, Heat transfer enhancement and pressure drop characteristics of TiO2-water nanofluid in a double-tube counter flow heat exchanger, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 52, pp 2059-2067, 2009.
V. Sharma, Turbulent heat transfer and friction factor of Al2O3 Nanofluid in circular tube with twisted tape inserts, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 53, pp 1409-1416, 2010.